检索结果-南通市图书馆

基于多刚-柔体动力学的腰部外骨骼机器人综合性能优化

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

天津理工大学学报 2024年

作者：周祖意杨玉维齐文耀天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心

针对腰部疾病的防治与后期康复治疗的需求，提出一种基于人体生物力学仿生特性的新型外骨骼机器人人-机并联研究原型。为提高外骨骼运动承载性与穿戴舒适性，在搭建外骨骼矢状面上多刚-柔体动力学模型的基础上，通过粒子群算法，深入开... 详细信息

针对腰部疾病的防治与后期康复治疗的需求，提出一种基于人体生物力学仿生特性的新型外骨骼机器人人-机并联研究原型。为提高外骨骼运动承载性与穿戴舒适性，在搭建外骨骼矢状面上多刚-柔体动力学模型的基础上，通过粒子群算法，深入开展人机并联系统的综合动态性能优化。仿真数据表明，穿戴外骨骼后人体等效受力明显降低，外骨骼优化后其穿戴舒适性获得明显改善，从而说明了外骨骼机器人具有较好的综合动态性能，以及外骨骼综合性能优化的合理有效性。

关键词：腰部外骨骼机器人人-机并联研究原型多体动力学综合动态性能优化

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

剪切增稠液冲击力学性能影响因素的仿真研究

天津理工大学学报 2024年

作者：张文宇王姝淇高栋梁高杰天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心

为探究影响剪切增稠液(shear thickening fluid， STF)的冲击力学性能和能量吸收能力的因素，本文利用有限元仿真软件Abaqus，建立落锤冲击STF的仿真模型，获得落锤在冲击过程中的速度、加速度、位移响应数据，研究STF种类、STF分散相... 详细信息

为探究影响剪切增稠液(shear thickening fluid， STF)的冲击力学性能和能量吸收能力的因素，本文利用有限元仿真软件Abaqus，建立落锤冲击STF的仿真模型，获得落锤在冲击过程中的速度、加速度、位移响应数据，研究STF种类、STF分散相质量分数、盛放STF的容器深度、容器形状、落锤冲击速度以及冲击锤形状等变量对STF冲击力学性能的影响，对比冲击过程中不同变量下速度、加速度、位移及冲击力的变化规律，并分析不同影响因素对剪切增稠液能量吸收能力的影响。结果表明：冲击速度、冲击锤形状、以及STF种类对落锤冲击力影响较大，容器形状影响了落锤冲击过程中的能量吸收能力，而STF在容器中的深度对其冲击过程中能量吸收能力影响较小。

关键词：剪切增稠液落锤冲击力学性能影响因素

I型和II型钙黏蛋白二聚体生物力学响应的分子动力学模拟

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

天津理工大学学报 2024年

作者：王梓函王鑫天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心

钙黏蛋白是一种细胞粘附分子，在维持生物体中组织形态发生和完整性方面起着至关重要的作用。如果粘附系统功能失调会对身体产生重大影响，比如癌症侵袭和转移、皮肤病、心肌病等其他疾病。然而，即使具有相似的晶体结构，它们的生物力... 详细信息

钙黏蛋白是一种细胞粘附分子，在维持生物体中组织形态发生和完整性方面起着至关重要的作用。如果粘附系统功能失调会对身体产生重大影响，比如癌症侵袭和转移、皮肤病、心肌病等其他疾病。然而，即使具有相似的晶体结构，它们的生物力学响应对于外部载荷也是不同的。因此，本文利用分子动力学软件包GROMACS2019.6模拟原子力显微镜探针在E-钙粘蛋白、N-钙粘蛋白和VE-钙黏蛋白上的纳米压痕，旨在从力学稳定性、粘附性和刚度的角度研究I型和II型钙粘蛋白二聚体的生物力学响应。钙粘蛋白的胞外结构域被选为力学模型，因为它在控制细胞-细胞和细胞-底物相互作用中起着关键作用。结果表明，从均方根位移（Root Mean Square Displacement，RMSD）和力-位移曲线研究来看，E-钙黏蛋白二聚体与其它两种二聚体相比，其刚度最高，所以其具有较强的机械稳定性，RMSD波动也较小。而相比于其余两种二聚体，N-钙粘蛋白则是刚性较低，粘附性较强的，所以其RMSD波动也相对较大，机械稳定性较差。这一结果将有助于用更合适的基质培养不同的干细胞，并有助于解释体内细胞粘附强度的差异。

关键词：钙黏蛋白分子动力学模拟粘附刚度机械稳定性

重力场对骨陷窝-小管内不同分子量溶质传质效应的研究

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

医用生物力学 2024年第S1期 20-21页

作者：邢超王昊刘博伦朱建中刘淑红张春秋天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心嘉思特医疗器材股份有限公司天津市骨植入物界面功能化与个性化研究重点实验室

在微重力环境下,宇航员承重骨骨量以每月1.6%的速度丢失,随时间推移出现骨质疏松甚至发生骨折。微重力引起的骨质流失是妨碍人类长期太空驻留和探索地外星球的主要障碍之一。因此,有必要探索微重力诱发骨质大量流失的发生机理,为治疗微...

在微重力环境下,宇航员承重骨骨量以每月1.6%的速度丢失,随时间推移出现骨质疏松甚至发生骨折。微重力引起的骨质流失是妨碍人类长期太空驻留和探索地外星球的主要障碍之一。因此,有必要探索微重力诱发骨质大量流失的发生机理,为治疗微重力下骨质流失提供新思路。本研究提出骨组织内陷窝-小管系统(lacunar-canalicular system,LCS)间隙传质缺失是失重性骨质疏松的主要原因,也是人体骨废用和衰老骨质疏松的重要原因之一。首先,在地球重力场下以自由扩散和对流运输的传质方式对离体骨样本进行传质实验,研究地球重力场下不同分子量示踪剂在LCS的传质规律;其次,通过高速离心机产生超重力环境,研究了超重力场(3、5、8、10 G)下离体牛胫骨样本的传质规律。最后,通过有限元方法对微重力下LCS溶质转运以及骨小管形态对LCS传质的影响进行研究。结果表明,骨单位内深层骨陷窝的荧光强度与哈弗氏管之间的距离成反比,微重力下大分子量的示踪剂无法有效通过LCS向深层骨细胞传输,最终导致骨细胞凋亡。本研究发现,微重力下LCS传质缺失及大分子量溶质无法有效传质是骨质大量流失的关键因素。

关键词：

在线全文

同方期刊数据库

学校读者我要写书评

暂无评论

复合梁结构的加速度传感器振动特性分析

天津理工大学学报 2024年第1期40卷 30-36页

作者：饶洋洋刘海英天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

随着微传感器的发展,谐振式加速度计以稳定性好和检测精度高,成为当前的一个研究热点。谐振器作为加速度计的核心敏感元件,其良好的力学特性对加速度计的工作状况具有重要影响。针对加速度计谐振器设计了一种复合多梁结构,通过控制边界... 详细信息

随着微传感器的发展,谐振式加速度计以稳定性好和检测精度高,成为当前的一个研究热点。谐振器作为加速度计的核心敏感元件,其良好的力学特性对加速度计的工作状况具有重要影响。针对加速度计谐振器设计了一种复合多梁结构,通过控制边界条件对其关键结构参数、加速度计谐振频率和灵敏度影响进行理论分析,结合实际工作环境,运用ANSYS对其模型进行仿真验证,分析关键结构参数对其谐振频率与灵敏度的影响规律,研究结果表明:随梁宽度和梁高度增加,传感器轴向振动固有频率均增加;随梁长度增加,轴向振动固有频率减小;与梁间距无关;此外,随梁宽度和梁厚度增加,传感器灵敏度均降低,其灵敏度与谐振梁长无关,为后续提高加速度计灵敏度提供要点参考。

关键词：复合梁结构加速度计灵敏度固有频率谐响应分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

剪式采摘机械臂的结构设计与仿真分析

天津理工大学学报 2024年第3期40卷 117-122页

作者：胡宏康胡文华天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

为满足柚子等高挂水果采摘的作业要求,对一种5自由度剪式机械臂进行设计和分析。对剪式机械臂进行结构设计和虚拟建模,基于改进德纳维-哈登堡(Denavit-Hartenberg,D-H)法得到其正运动学方程。利用MATLAB软件分析得到其工作空间云图,在... 详细信息

为满足柚子等高挂水果采摘的作业要求,对一种5自由度剪式机械臂进行设计和分析。对剪式机械臂进行结构设计和虚拟建模,基于改进德纳维-哈登堡(Denavit-Hartenberg,D-H)法得到其正运动学方程。利用MATLAB软件分析得到其工作空间云图,在关节空间内选用五次多项式插值对机械臂进行轨迹规划。在ADAMS软件中建立剪式机械臂的虚拟样机模型,将轨迹规划得到的数据单元作为关节运动参数进行逆动力学仿真分析,分析了在柚子采摘过程中剪式机械臂各个关节所需的驱动力矩。研究结果为剪式采摘机械臂的研发和应用奠定了基础。

关键词：水果采摘剪式机械臂运动空间轨迹规划动力学仿真

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

液压重载机械臂动力学参数辨识及前馈控制

天津理工大学学报 2024年第4期40卷 63-68页

作者：李照星刘楠王收军天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

以全液压驱动的七自由度重载机械臂为研究对象,首先根据牛顿-欧拉迭代算法建立七自由度液压重载机械臂的动力学方程并线性化处理,得到由关节运动状态、关节力矩值和最小惯性参数集组成的线性表达式;然后将机械臂按照改进的有限项傅里叶... 详细信息

以全液压驱动的七自由度重载机械臂为研究对象,首先根据牛顿-欧拉迭代算法建立七自由度液压重载机械臂的动力学方程并线性化处理,得到由关节运动状态、关节力矩值和最小惯性参数集组成的线性表达式;然后将机械臂按照改进的有限项傅里叶级数激励的轨迹模型进行工作实验,把实验中采集到的运动数据带入线性化处理后的动力学方程中,通过最小二乘法完成待辨识参数的计算并进行验证;最后用辨识出的动力学参数构建更为准确的液压重载机械臂的动力学模型,并制定基于动力学模型的力矩前馈补偿控制策略,同时与传统三环比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制方法进行实验对比分析,验证说明基于动力学模型的前馈控制机制能有效提高液压重载机械臂的轨迹跟踪精度。

关键词：重载机械臂动力学参数辨识前馈控制

全身低载高频振动参数交互作用下松质骨力学行为的模拟研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

医疗卫生装备 2024年第7期45卷 17-23页

作者：李明志刘海英李胜刚张春秋天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

目的:研究在全身低载高频振动(low-magnitude high-frequency vibration,LMHFV)参数交互作用下松质骨的力学行为,以为临床治疗废用性骨质疏松提供理论指导。方法:选取股骨中段松质骨通过Mimics软件进行三维重建,并将其导入Comsol软件中... 详细信息

目的:研究在全身低载高频振动(low-magnitude high-frequency vibration,LMHFV)参数交互作用下松质骨的力学行为,以为临床治疗废用性骨质疏松提供理论指导。方法:选取股骨中段松质骨通过Mimics软件进行三维重建,并将其导入Comsol软件中建立三维流固耦合有限元模型。设定12种振动方案(振动加速度幅值a为0.015×g、0.02×g、0.03×g,振动频率f为30、45、60、100 Hz)进行模拟研究,分析LMHFV参数交互作用下松质骨的流体力学微环境、应力及变形位移的分布规律。结果:骨小梁表面骨髓流速及其变形位移随a增加而增大,随f增加而减小。在振动方案(0.015×g/0.02×g/0.03×g,30 Hz)下,骨小梁产生的变形位移平均值较高。在LMHFV参数范围(0.02×g~0.03×g,30~35 Hz)内,骨小梁的von Mises应力值较高。结论:全身LMHFV可显著改善松质骨的受力及流体力学环境,临床上可通过合理调控LMHFV参数来提高力介导的成骨细胞生物活性,进而促进骨生成。

关键词： LMHFV 力学行为松质骨有限元模型骨质疏松

丝素/Ⅱ型胶原复合支架降解过程中的微观结构研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

天津理工大学学报 2024年第4期40卷 98-103页

作者：颜研高丽兰魏莹谭沿松张春秋天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津300384 天津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心天津300384

理想的软骨组织工程支架不仅要具备良好的力学性能、生物相容性以及空间结构,生物可降解性也是支架临床应用重点研究的对象。支架降解过快或过慢都会对组织的再生速率产生影响。文中采用红外光谱法研究处于不同灌流速度刺激下的丝素蛋白... 详细信息

理想的软骨组织工程支架不仅要具备良好的力学性能、生物相容性以及空间结构,生物可降解性也是支架临床应用重点研究的对象。支架降解过快或过慢都会对组织的再生速率产生影响。文中采用红外光谱法研究处于不同灌流速度刺激下的丝素蛋白/Ⅱ型胶原复合支架降解时蛋白二级结构的变化。结果表明:相同降解时间下,灌流速度越大,该复合材料支架蛋白二级结构变化越明显,其中β-sheet和α-form结构的含量均呈现出先快后慢的增加趋势,而无规则卷曲结构含量则表现为下降趋势。因此,该复合支架为制备降解速率可调控的生物材料提供了可行性且具有一定临床指导意义。

关键词：软骨支架灌流降解力学刺激微观结构红外光谱